一體化監(jiān)控平臺(tái)在焦家金礦的應(yīng)用

一、系統(tǒng)介紹

ICV一體化監(jiān)控平臺(tái)是適用于多個(gè)業(yè)務(wù)領(lǐng)域的綜合監(jiān)控平臺(tái)，它提供給用戶(hù)豐富的展現(xiàn)方式，包括統(tǒng)一客戶(hù)端顯示框架、組態(tài)、報(bào)表、統(tǒng)計(jì)圖、趨勢(shì)圖等工具，并支持模塊化開(kāi)發(fā)方法，具有強(qiáng)大的腳本編輯工具，可以快速應(yīng)用于不同的業(yè)務(wù)領(lǐng)域內(nèi)，搭建出用戶(hù)所需的監(jiān)控平臺(tái)。

ICV將監(jiān)控客戶(hù)端引申為HMI節(jié)點(diǎn)，即人機(jī)交互工作站節(jié)點(diǎn)，將監(jiān)控服務(wù)器引申為SCADA節(jié)點(diǎn)，即數(shù)據(jù)采集和處理節(jié)點(diǎn)或稱(chēng)應(yīng)用服務(wù)器。考慮實(shí)時(shí)監(jiān)控領(lǐng)域應(yīng)用規(guī)模的不同，ICV平臺(tái)可根據(jù)工程需要部署一到多個(gè)HMI或SCADA節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)高性能、可彈性擴(kuò)展的分布式系統(tǒng)架構(gòu)，滿(mǎn)足不同層次用戶(hù)的多方面要求。

二、系統(tǒng)主要構(gòu)成

ICV主要由集中配置子系統(tǒng)、多媒體監(jiān)控子系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)管理子系統(tǒng)、授權(quán)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、冗余管理子系統(tǒng)、人機(jī)界面子系統(tǒng)構(gòu)成。ICV平臺(tái)構(gòu)成圖如圖1所示：

1.集中配置子系統(tǒng)

ICV平臺(tái)集中配置系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)分布式系統(tǒng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)、組態(tài)畫(huà)面等應(yīng)用系統(tǒng)資源的統(tǒng)一管理，用戶(hù)不再需要到各個(gè)不同的節(jié)點(diǎn)通過(guò)人工復(fù)制或?qū)氲姆绞礁鹿?jié)點(diǎn)上的組態(tài)畫(huà)面或者驅(qū)動(dòng)及變量。所有的工作都可以由集中配置服務(wù)器實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的配置、管理、分發(fā)。

2.多媒體監(jiān)控子系統(tǒng)

多媒體監(jiān)控是ICV平臺(tái)的特色和強(qiáng)項(xiàng)。ICV多媒體監(jiān)控系統(tǒng)包括：視頻監(jiān)控、情報(bào)板監(jiān)控和大屏幕監(jiān)控，這些監(jiān)控模塊不僅功能強(qiáng)大，而且都設(shè)計(jì)為獨(dú)立模塊，既可以很好地和ICV平臺(tái)集中在一起使用，也可以脫離開(kāi)ICV平臺(tái)和第三方監(jiān)控系統(tǒng)集成，還可以獨(dú)立運(yùn)行。

3.聯(lián)動(dòng)管理子系統(tǒng)

ICV平臺(tái)具有強(qiáng)大的聯(lián)動(dòng)機(jī)制。當(dāng)發(fā)生某種事件或報(bào)警時(shí)，聯(lián)動(dòng)機(jī)制保證自動(dòng)觸發(fā)已配置好的各種自動(dòng)或手動(dòng)動(dòng)作項(xiàng)，大大提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化。

ICV的聯(lián)動(dòng)不僅能在某個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，也能夠跨子系統(tǒng)進(jìn)行；在聯(lián)動(dòng)時(shí)即可完全自動(dòng)執(zhí)行，也可以由用戶(hù)進(jìn)行直接干預(yù)（手動(dòng)模式），判斷及確認(rèn)是否執(zhí)行聯(lián)動(dòng)預(yù)案，功能非常強(qiáng)大。

4.授權(quán)管理子系統(tǒng)

圖1 ICV平臺(tái)構(gòu)成圖

ICV平臺(tái)集成了高性能的嵌入式授權(quán)構(gòu)件-ePass2Lite，提供了一套專(zhuān)門(mén)面向監(jiān)控領(lǐng)域的高性能和高安全性授權(quán)系統(tǒng)。他可對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)中需要授權(quán)的的各類(lèi)資源，如變量、聯(lián)動(dòng)動(dòng)作、視頻攝像頭等進(jìn)行集中配置和管理，并能在客戶(hù)端和服務(wù)端實(shí)現(xiàn)高性能授權(quán)，滿(mǎn)足實(shí)時(shí)監(jiān)控的高安全性要求，實(shí)現(xiàn)分布式授權(quán)驗(yàn)證。

5.數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集（驅(qū)動(dòng)）、過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)、事件報(bào)警、歷史趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)、歷史數(shù)據(jù)/事件報(bào)警轉(zhuǎn)儲(chǔ)等功能模塊共同組成。

數(shù)據(jù)采集模塊主要負(fù)責(zé)。過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)模塊則擔(dān)負(fù)著過(guò)程數(shù)據(jù)的采集、控制指令的下發(fā)、事件及報(bào)警的判斷和生成等功能。歷史趨勢(shì)模塊可以根據(jù)配置對(duì)過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓縮并保存下來(lái)，可以支持超過(guò)3個(gè)月的保存周期；事件報(bào)警服務(wù)為整個(gè)ICV平臺(tái)提供了統(tǒng)一的事件和報(bào)警接口，從而將事件報(bào)警統(tǒng)一保存下來(lái)，供客戶(hù)端顯示和查詢(xún)；歷史數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)模塊將事件、報(bào)警及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)到第三方關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)。

6.冗余管理子系統(tǒng)

ICV平臺(tái)提供了高效的冗余切換機(jī)制，可以保證短時(shí)間內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)主備機(jī)間的切換，同時(shí)數(shù)據(jù)亦可保持同步，對(duì)于操作人員無(wú)明顯感覺(jué)。主備服務(wù)器之間除了能夠自動(dòng)冗余切換，還可以人工手動(dòng)切換，滿(mǎn)足設(shè)備定期檢修的需要。

7.人機(jī)界面子系統(tǒng)

人機(jī)界面子系統(tǒng)包括統(tǒng)一的客戶(hù)端框架、組態(tài)、報(bào)表等功能模塊。

統(tǒng)一客戶(hù)端框架模塊將各種不同的HMI客戶(hù)端展示模塊集成在一個(gè)顯示框架中，并能集成二次開(kāi)發(fā)的展示模塊，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品風(fēng)格的一致。

三、一體化監(jiān)控平臺(tái)的集成應(yīng)用

焦家金礦于2007年開(kāi)始進(jìn)行數(shù)字化礦山的建設(shè)，先后進(jìn)行了一系列自動(dòng)化子系統(tǒng)的建設(shè)，通過(guò)對(duì)提升系統(tǒng)（主副井、斜井）進(jìn)行全數(shù)字電控改造，實(shí)現(xiàn)了提升機(jī)全行程速度、位置等監(jiān)控，做到了提升自動(dòng)化，并實(shí)現(xiàn)了在調(diào)度監(jiān)控中心的集中監(jiān)視。對(duì)焦家礦區(qū)井下中央泵房五臺(tái)高壓水泵進(jìn)行了自動(dòng)化改造，采用PLC控制技術(shù)，利用井下工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)地顯示在調(diào)度監(jiān)控中心，可以在地表對(duì)泵組進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，使井下泵房具備了無(wú)人值守條件。

對(duì)焦家35KV I站 II站、井下中央變電所高壓供配電系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化改造（遙信、遙測(cè)、遙控及保護(hù)），通過(guò)地面調(diào)度監(jiān)控中心，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)井下供配電系統(tǒng)參數(shù)的監(jiān)視和控制，供電系統(tǒng)故障診斷與分析處理，通過(guò)一體化監(jiān)控平臺(tái)的集中數(shù)據(jù)處理，使35KV I站、II站和井下270變電所實(shí)現(xiàn)了無(wú)人值守的目的。

對(duì)焦家礦區(qū)壓風(fēng)自動(dòng)化、望兒山礦區(qū)壓風(fēng)自動(dòng)化改造項(xiàng)目進(jìn)行了自動(dòng)化改造，采用GE PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓風(fēng)機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)了壓風(fēng)機(jī)房的無(wú)人值守。

對(duì)寺莊充填自動(dòng)化、焦家通風(fēng)自動(dòng)化、6000t/d選廠(chǎng)的破碎、磨浮、浮選、尾礦四個(gè)工段的自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集成接入，在實(shí)現(xiàn)調(diào)度監(jiān)控中心集中監(jiān)控的目的。

焦家金礦采用ICV平臺(tái)將提升系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、壓風(fēng)系統(tǒng)、選礦自動(dòng)化系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、充填系統(tǒng)、視頻系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)等自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集成接入，做到了壓風(fēng)、供配電、排水的無(wú)人值守，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度監(jiān)控中心遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制，同時(shí)先后精簡(jiǎn)了提升、壓風(fēng)、配電、排水等工序崗位操作人員50余人，年節(jié)約人工費(fèi)用200多萬(wàn)元，取得了很好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

四、結(jié)語(yǔ)

一體化監(jiān)控平臺(tái)，具有“集中管理，分散控制；監(jiān)控全面，使用方便”的特點(diǎn)，焦家金礦通過(guò)一體化監(jiān)控平臺(tái)系統(tǒng)，完成了對(duì)壓風(fēng)、排水、變電、通風(fēng)、充填等自動(dòng)化子系統(tǒng)的集成接入，實(shí)時(shí)獲取系統(tǒng)各種運(yùn)行參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的動(dòng)態(tài)管理，是礦山安全生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理本質(zhì)的變革，保證對(duì)全礦井安全狀況和生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制和調(diào)度管理，該系統(tǒng)建成至今，運(yùn)行穩(wěn)定，安全可靠，節(jié)電、減員、自動(dòng)化、數(shù)字化效果顯著，在金屬非金屬礦山具有廣泛的推廣意義。

[1]張衛(wèi)華.石化企業(yè)一體化監(jiān)控調(diào)度管理平臺(tái)(ICV石化版)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[Z].2009年化工企業(yè)信息化應(yīng)用成果現(xiàn)場(chǎng)交流會(huì).

[2]孫繼平.煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究[J].煤炭學(xué)報(bào),2009,34(11):1547-1549.

[3]黃光亮.選煤廠(chǎng)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的改造[J].工礦自動(dòng)化,2009,12.